刘光磊博士:与时俱进的规模牧场育种新思路

默认 2023-04-14 10:56 
摘要:

河北乐源牧业有限公司总经理助理、河北品元生物科技有限公司总经理刘光磊博士就《与时俱进的规模牧场育种新思路》做了精彩分享。首先我们来探讨一下未来奶牛产量要达到多少”我们可以看到荷斯坦奶牛的个体单产世界记录在不断刷新,上图2022年全国牧业TOP10集团可以反应出国内养殖水平。杂交改良、群体改良、人工授精、品种登记、DHI、后裔测定、早孕检测、线性鉴定、性控冻精、全基因组技术、B超技术等。

2023年3月11-13日,“2023中国奶业发展高层论坛暨第六届中国奶业风云榜颁奖庆典”在石家庄隆重召开。河北乐源牧业有限公司总经理助理、河北品元生物科技有限公司总经理刘光磊博士与时俱进的规模牧场育种新思路做了精彩分享。《奶牛》杂志编辑特整理成文,以供养牛人学习参考。

与时俱进的规模牧场育种新思路
刘光磊博士:与时俱进的规模牧场育种新思路

刘光磊博士/研究员

河北乐源牧业有限公司总经理助理

河北品元生物科技有限公司总经理

今天给大家交流的是“与时俱进胡规模牧场育种新思路”,首先我们来探讨一下未来奶牛产量要达到多少?

刘光磊博士:与时俱进的规模牧场育种新思路

美国某专家做了一个预测,如果按照线性预测,未来40年产量能够达到16.8吨,现在国内已经有13吨、14吨的牧场了,相信16.8吨的产量是会如期而至的。

如果按照指数预测,产量能够达到35.4吨,这个数据压力还是很大的,居中预测是26吨,这就要求每年300kg,每代880kg的增幅。

过去十年美国农业部的数据显示,全部牛群的产量是10.8吨,美国品种登记的荷斯坦牛平均年单产达到12.7吨,这两个数据基本是沿着居中的路线。

我们可以看到荷斯坦奶牛的个体单产世界记录在不断刷新,从1971年最高的20吨到2017年的35.5吨。

刘光磊博士:与时俱进的规模牧场育种新思路

刘光磊博士:与时俱进的规模牧场育种新思路

现在国内的牧业集团的产量也是突飞猛进,上图2022年全国牧业TOP10集团可以反应出国内养殖水平,在这个过程中,我们也坚信“创新驱动发展、科技引领未来”,在这个过程中,有很多新技术不断被引用,遗传育种方面的技术有哪些,下面给大家展示一下。

刘光磊博士:与时俱进的规模牧场育种新思路

已经普及成为标配并取得巨大作用的技术有:杂交改良、群体改良、人工授精、品种登记、DHI、后裔测定、早孕检测、线性鉴定、性控冻精、全基因组技术、B超技术等,这些都已经成为标配技术;现在边研究边推广中的新技术有:超性控、遗传评估模型、活体采卵、体外受精、特定功能的选育性状等这些都是现在正在应用也是正在研究的技术;未来还有一些技术研发难度大,但是一旦投入使用将会产生重要作用的新技术包括:体型自动鉴定、新型冻存试剂的研发、体外育种、缓释长效冻精、转基因牛、乳腺生物反应器等,这些都是以后有望为奶牛事业带来巨大的促进作用。

今天的主题是“与时俱进的育种理念”,当前的形势下,我们规模牧场的理念有六个方面,第一,奶业形势与育种重视程度;第二,产量提升与牧场选种方向;第三,主动淘汰与性控冻精使用;第四,育种规划与分群育种实施;第五,降本增效与饲料育种指数;第六,跨越提升与胚胎移植应用。

奶业形势越严峻,越应该重视育种

即使形势再严峻,也要尽量追求产量和质量,牛采食的前5-6kg饲料是奶牛维持所需,产量降下来但维持基本所需的采食量不会改变,高产量可以稀释成本,因此形势严峻的时期却是提升牛群育种潜力的最佳时机,因为这个时期肯定要淘汰牛,平时舍不得淘汰的就必须狠心淘汰,像低产牛、难配牛、体型差、乳房结构差、病牛等,以减少资金占用,在这个过程中,要测算奶牛产量平衡点,低产牛越多越赔钱。另外,冻精成本在所有成本中仅占0.3-0.6%,所以牧场要想降成本绝对不能把重点放在冻精价格上,由此可见,不管形势好与坏,产量越高的牛,才能更加盈利或更小损失,这个时候,我们更应该选择高质量的冻精,把未来潜力储存起来,等着下一个风口,高潜力的牛从孕育、出生、后备到产奶,需要2-3年的时间差。应不应该重视育种,与形势好坏无关,无论形势好坏都要重视育种工作。

产量提升与牧场选种方向

近几年,牧场选公牛方面有一些思路上的变化,2012-2015年大家在纠结该选择验证还是基因组公牛;随后几年,开始重点关注GTPI,每年有50-100个点的增幅;体型方面,乳房结构、肢蹄等越来越被重视,有的牧场选择“大”体型,有的选择“中”体型,出现了两极分化;到了近几年,繁殖和健康越来越被重视,比如女儿怀孕率、死胎、寿命等。

当前,育种公司研发的新关注点有:碳排放、甲烷排放、抗病育种、妊娠长度、泌乳速度、性情、饲料利用率等,这些都是育种公司在研究的新方向,力争找到一些指标用育种指数的形式体现出来。

那么如何正确地理解牛的育种指数,相当于种公牛的高考。

刘光磊博士:与时俱进的规模牧场育种新思路

整个过程可以看作,莘莘学子通过滴血验亲,将基因提取出来,通过75000道考题的检测,结合参考答案进行电脑阅卷,分析出文理、基础课、专业课的成绩,而根据试卷不同,成绩不同,排名不同得出的不同的育种指数,CPI、TPI、NM、DWP、ISU、NVI、PD,不同的指数代表着不同的意义。

产奶量育种值PTAM

常用的产奶量育种值PTAM是指的预期种牛产奶量性状传递给其后代的遗传优势或劣势的估计。美国荷斯坦奶牛基础群(2015年在美国出生)产奶量约为12.7吨,一个牧场产量低于12.7吨产奶量育种值为正,即可提高牧场产奶量,以探路者GTPI3081为例,全球排名53,PTAM1079,后代产量可以达到13219kg,“阳光”GTPI3029,全球排名189,PTAM1417,后代产量可以达到13371kg。

TPI(总性能指数)
TPI(总性能指数)将生产性能(46%)、体型(25%)、健康与产犊(29%)各遗传验证结果综合成一个单一指数,由美国荷斯坦协会每年的4月、8月和12月计算更新。TPI-验证公牛的TPI,GTPI基因组检测的TPI,PTPI系谱指数的TPI,目前国内奶牛选育最主流的综合性能指标,美国荷斯坦协会对TPI排名,并出具权威的美国红皮书,相当于美国公牛高考的标准分,具体数值大小没有意义,排名是本质,比如“千佛山”GTPI3086,全球排名42,“阳光”GTPI3029,全球排名189。
NM$净效益值指数

NM$=净效益值指数,由奶牛育种委员会根据生产性能(45%)、健康与繁殖(40%)、体型(15%)的权重占比及各性状预期遗传力对应效益值计算的相对效益。NM$具体化为美元,是为了引起养牛者在制定育种计划时对收益或利润的关注,NM指数为1,可以简单理解为与2015年出生的基础群相比,每头母牛多赚1美金。比如,“恒山”GTPI3061,全球排名89,NM$1051,“雷伊”GTPI3052,全球排名113,NM$1091。

DWP$奶牛健康效益指数
DWP$奶牛健康效益指数,由硕腾综合计算多种硕腾健康性状(37%硕腾-乳房炎、蹄病、子宫炎、胎衣不下、酮病等)与生产性能35%、繁殖与长寿性状(28%)的相对经济效益。DWP$反映了疾病对奶牛终生利润的潜在风险和影响,育种价值遗传变异更大,选择范围更广,能减少筛选上的遗漏,育成好牛概率更大,目前君乐宝、澳亚、环球等公司已经使用该指标开展选育。

各种育种指标要“掰开”来看,才能发现里面的一些重要的东西,横看成岭侧成峰,远近高低各不同:

TPI权重主要构成为乳蛋白(19%)、乳脂(19%)、繁殖指数(13%)、乳房结构(11%)、饲料效率(8%)、体型评分(8%)、肢蹄(6%);

NM$权重主要构成为乳脂(28.6%)、乳蛋白(19.6%)、生产寿命(15.9%);

DWP$权重主要构成为乳房炎等各类疾病(38%)、乳脂(19%)、乳蛋白(15%),体躯结构评分(-9%);

TPI计算的各性状占比更为均衡,且相比于另两大指标更为注重体型性状的影响:体躯结构指数占比TPI(2%)>NM(-9%)>DWP(-9.4%);最终体型评分占比TPI(8%)>DWP(0%)=NM(0%)。

NM$更注重经济效益:乳脂、乳蛋白、生产寿命性状占比最高。

DWP$更注重疾病对经济效益的影响:健康性状占比最多,乳脂、乳蛋白及生产寿命占比其次。

刘光磊博士:与时俱进的规模牧场育种新思路

TPI、NM$、DWP$和PTAM适用范围建议:
TPI偏重生产性能和体型性状,后代体型相对更大,体型更优美,适合于渴望更高产量的低产牧场,引起新西兰等小体型牛的牧场,计划参加奶牛选美的牧场,以及比较保守的育种公司。

NM比TPI更注重健康和繁殖性状,后代会更长寿、繁殖和健康,盈利能力更强,适合于希望更高胎次,更长生产寿命的牧场,以及希望提升牧场繁殖水平和追求盈利的牧场。

DWP更平衡,包含更多健康性状、偏重影响盈利的性状,后代将会更健康,持续盈利能力更强,较NM选择更准确,适合于追求健康,对成本控制有要求、注重终生盈利的牧场,高TPI和NM的牧场,遗传提升遇到瓶颈的牧场,以及思想开放,更注重平衡育种的育种公司。

PTAM更注重后代产奶量的单性状,后代的产奶量遗传应答会更高,适合于关注单公司奶成本的大部分牧场,对产奶量提升要求迫切的中小型牧场,遭遇奶量提升瓶颈的规模牧场,以及市场需求导向的专业育种公司。

主要性状指标遗传力(概率)
在牛的这么多指标中,高遗传力(h2≥0.4):往往体躯这块都是高指数的,改良的话,1代就见成效,2代刮目相看,3代就可以脱胎换骨;中等遗传力(0.4>h2≥0.2):这些指标也集中在功能性的体型上,3~4代改良才能见成效;低遗传力(h2<0.2):这些主要是繁殖、长寿的低指标,4~5代持续改良,才能看到效果。所以,这里如果个别牛有劣势,但遗传力不高的现状,可以适当放宽,不能吹毛求疵,苛求完美公牛,也不能放任不管,还得相信科学。
君乐宝乐源牧业的选种标准
河北乐源牧业有限公司是君乐宝乳业集团全资子公司,公司采用全球领先的牧场管理技术,将标准化、智能化、生态化贯穿于养殖全过程,在牧场建设、奶牛养殖、遗传育种等方面达到国内先进水平。

君乐宝制定了比较高的选种标准,必选项除TPI、NM$和PTAM外,增加繁殖缺陷单倍体型和乳脂、乳蛋白率;附加项考虑生产寿命、女儿怀孕率、体高、乳房结构、饲料节约指数等9项指标;君乐宝将牧场分为商品场和育种场,商品场的冻精选择标准确保处于行业内的高值:GTPI≥2900,NM$≥900,DWP$≥1200,PTAM≥1200,育种场的冻精选择标准更高,给予最好的资源配置:GTPI≥3000,NM$≥1000,DWP$≥1300,PTAM≥1500。

主动淘汰与性控冻精使用

使用性控冻精具有十大优势:快速增加母犊,加大母犊筛选比例,增加主动淘汰率,加快牛群遗传进展和改良进程,封闭牛群,避免外购牛只带来的疾病风险,性控产母犊多,体型小,难产率低,降低围产期管理风险和人工成本,超性控冻精成本占生产总成本低,回报收益远大于投资,加快调整牛群结构,季节平衡供奶的重要手段,提升牛群单产,稳定快速扩群,增强牧场抗乳品市场风险能力,带胎母犊10月缓冲期,提升核心群选育的强度和速度,扩大利用进口牛群的遗传优势并快速改善其不足,牧场牛群规模稳定后出售母犊获利。因此,性控冻精使用是牧场牛群维持规模的重要保障。

1000头12月龄后备牛入场,5年后变为2800头。若首次进牛比例为35%,5年达到满群,首次进牛50%,3年即满群。

牧场必须要有“韦小宝”的追求与魄力,挑母牛和公牛,一定要挑“小鲜肉”,牛群满群率,变被动淘汰为主动淘汰,才是育种的正道。

性控技术逐渐提升和稳定,我们要大胆求证,英明抉择,各胎次各配次性控使用最大推荐比例。

刘光磊博士:与时俱进的规模牧场育种新思路

性控冻精的使用主要受以下四个方面的影响:

形势:形势严峻情况下,更应该重视育种。要把潜力高的牛储备起来,综合考虑2-3年的牛只准备时间差。

战略:牧场经济效益模式、扩群需求迫切程度。

管理:后备牛饲养管理水平、繁殖人员技能水平。

技术:经产牛是否使用性控掌握在现场繁殖人员手中。(1)各个配次的受孕率是否可以(后备55%、成乳35%)。(2)顺产、胎衣脱落、产后子宫复旧、有无炎症、泌乳天数、体况、卵泡发育、黏液与爬跨症状等进行综合判断。

育种规划与分群育种实施

刘光磊博士:与时俱进的规模牧场育种新思路

1、进行牛群排名

成母牛:根据产量及DHI数据、系谱指数、基因组结果、体型外貌等数据排名

后备牛:根据系谱指数、基因组结果、生长发育等数据排名

2、根据新建牧场/扩群/退养的整体要求制定整体3-5年育种规划,牧场划分为育种场和商品场,种群分为种子母牛群、核心群和生产群。

3、各牧场根据整体规划、各牧场存栏能力、淘汰率要求,制定分群排名分数线(比例)、性控使用比例、淘汰比例建议,形成各牧场育种方案(一场一策或一类一策)。

4、根据育种规划,适时调整淘汰率及淘汰标准。

品元种业布局雏形:核心育种场5个:威县二牧(省级认定)、鹿泉牧场(国家级评审中)、威县四牧和正阳牧场(创建中)、威县品元(建设中)。

排序靠后的、较差的奶牛,可以使用肉牛冻精,多元化发展(根据肉牛行情及预测)。

肉牛冻精推荐品种:偏肉用的西门塔尔(较为广泛、增重快)、安格斯(出栏早、肉质好),但是要注意如果杂交培育兼用牛,属于重大技术变化,无回头路,需谨慎。

降本增效与饲料育种指数

刘光磊博士:与时俱进的规模牧场育种新思路

饲料效率相关性状在三大综合指标中均有不同程度的体现;PTAM、PTAP和PTAF在三大综合指标中的权重基本一致36~38%;结余饲料量(RFI)在NM$中权重3.8%,在DWP$中权重为2%;饲料效益指数(FE$)仅在TPI中体现,权重为8%,可见TPI指标比较关注饲料效益,比较适合关注饲料效益指标的牧场来开展选种育种。

饲料相关育种指数:

饲料效益指数(FE$):指通过多产奶及饲料节约产生的盈利。

饲料节约指数FSAV:其女儿预期通过每胎次多挤奶盈利及饲料开支节约。

剩余饲料采食量RFI:在体重相同情况下,产同样的奶节省的饲料量。

“阳光”为例:

刘光磊博士:与时俱进的规模牧场育种新思路

饲料效益FE:+295,女儿每胎次多盈利295美元。

饲料节约指数FSAV:+218,女儿每胎次(考虑基础体重)节约饲料218磅干物质(98KG)。

剩余饲料采食量RFI:-194,对比预期采食量,女儿每胎节省饲料194磅(87.3kg)。

跨越提升与胚胎移植应用

刘光磊博士:与时俱进的规模牧场育种新思路

经济账怎么算?

刘光磊博士:与时俱进的规模牧场育种新思路

胚胎移植是一个跨越式的提升,可能实现从11吨到13吨、14吨的跨越式发展,那么胚胎移植的经济账该怎么算?上面表格里进行了几种测算,测算结果显示用胚胎平均受孕日龄长了,产的牛头数少了,从账面上看好像赔钱了,但是其实胚胎移植是为了未来赚更多的钱,产奶量只体现了第一代,她后代的产量都会提升,相当于“钱生钱”,所以,胚胎移植是在现在增加了投入,未来会赚更多的钱,未来已来,你来不来?如果有项目补贴支持,更是毋庸置疑的。进口牛各项育种指数较低,是胚胎移植受体的最佳选择,经济效益更加明显。

来源:《奶牛》杂志·奶牛微看

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